砲 丸 投 の 指 導 法 に 関 す る バ イ オ メ カ ニ ク ス 的 研 究
‐ “ FreeArm ” の 動 き に 着 目 し て ‐
大 学 院 教 育 学 研 究 科 修 士 課 程 教 育 科 学 専 攻 芸 術 ・ ス ポ ー ツ 系 教 育 領 域
214M032
岡 南 遼 平 成
28
年2
月15
日i
目 次
序 章
... 1
1. 研 究 背 景 ... 1
2. 研 究 目 的 ... 4
第
1
章 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴... 5
第
1
節 本 章 の 目 的... 5
第
2
節 方 法... 5
(
1) 対 象 者 の 身 体 特 性 ... 5
(
2) 測 定 方 法 ... 6
(
3) 分 析 項 目 ... 11
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 12
( ⅰ . 投 擲 距 離 ⅱ . 投 射 角 度 ⅲ . 投 射 速 度 ⅳ . 突 出 し 速 度 )
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 13
( ⅰ . 肩 回 転 角 度 ⅱ . 肩 回 転 角 速 度 ⅲ . 腰 回 転 角 度 ⅳ . 腰 回 転 角 速 度 ⅴ . 捻 り 角 度 )
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 15
( ⅰ . 身 体 重 心 移 動 速 度 ⅱ .
FreeArm
重 心 移 動 速 度 ) (4) 統 計 処 理 ... 15
第
3
節 結 果... 16
(
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 16
(
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 17
(
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 18
第
4
節 考 察... 19
(
1) 未 熟 練 者 の 動 作 に お け る 分 析 項 目 間 の 関 係 に つ い て ... 19
ii
(
2) 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 に つ い て ... 26
第
5
節 本 章 ま と め... 37
第
2
章FreeArm
の 動 き と パ フ ォ ー マ ン ス の 関 連 性... 39
第
1
節 本 章 の 目 的... 39
第
2
節 方 法... 39
(
1) 対 象 者 の 身 体 特 性 ... 39
(
2) 測 定 方 法 ... 40
(
3) 分 析 項 目 ... 45
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 45
( ⅰ . 投 擲 距 離 ⅱ . 投 射 角 度 ⅲ . 投 射 速 度 ⅳ . 突 出 し 速 度 )
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 45
( ⅰ . 肩 回 転 角 度 ⅱ . 肩 回 転 角 速 度 ⅲ . 腰 回 転 角 度 ⅳ . 腰 回 転 角 速 度 ⅴ . 捻 り 角 度 )
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 45
( ⅰ . 身 体 重 心 移 動 速 度 ⅱ .
FreeArm
重 心 移 動 速 度 )4) 床 反 力 に 関 す る 項 目 ... 45
(
4) 統 計 処 理 ... 45
第
3
節 結 果... 46
(
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 46
(
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 47
(
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 48
(
4) 床 反 力 に 関 す る 項 目 ... 49
第
4
節 考 察... 50
(
1) FreeArm
の 動 き に つ い て... 50
(
2) FreeArm
の 動 き と 投 擲 の 関 係 に つ い て... 52
iii
(
3) FreeArm
の 動 き と 体 幹 の 動 き の 関 係 に つ い て... 54
(
4) FreeArm
の 動 き と 床 反 力 の 関 係 に つ い て... 59
第
5
節 本 章 ま と め... 65
第
3
章FreeArm
の 動 き に 着 目 し た 指 導... 67
第
1
節 本 章 の 目 的... 67
第
2
節 方 法... 67
(
1) 対 象 者 の 身 体 特 性 ... 67
(
2) 測 定 方 法 ... 68
(
3) 分 析 項 目 ... 71
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 71
( ⅰ . 投 擲 距 離 ⅱ . 投 射 角 度 ⅲ . 投 射 速 度 ⅳ . 突 出 し 速 度 )
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 71
( ⅰ . 肩 回 転 角 度 ⅱ . 肩 回 転 角 速 度 ⅲ . 腰 回 転 角 度 ⅳ . 腰 回 転 角 速 度 ⅴ . 捻 り 角 度 )
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 71
( ⅰ . 身 体 重 心 移 動 速 度 ⅱ .
FreeArm
重 心 移 動 速 度 )4) 床 反 力 に 関 す る 項 目 ... 71
(
4) 統 計 処 理 ... 72
第
3
節 結 果... 73
(
1) 投 擲 に 関 す る 項 目 ... 73
(
2) 体 幹 に 関 す る 項 目 ... 75
(
3) 重 心 に 関 す る 項 目 ... 76
(
4) 床 反 力 に 関 す る 項 目 ... 77
第
4
節 考 察... 78
(
1) 初 期 動 作 ( pre
動 作 ) と 指 導 後 動 作 (post
動 作 ) の 比 較 に つ い て... 78
iv
(
2) 投 擲 距 離 が 増 大 し た 群 ( UP
群 ) に つ い て... 88
(
2) 投 擲 距 離 が 増 大 し な か っ た 群 ( no-up
群 ) に つ い て... 94
第
5
節 本 章 ま と め... 114
終 章
... 116
引 用 ・ 参 考 文 献
... 119
謝 辞1
序 章
1. 研 究 背 景
学 校 体 育 に お い て 砲 丸 投 は 高 等 学 校 か ら 学 習 内 容 と し て 取 り 扱 わ れ , そ の 歴 史 は 古 く
1900
年 頃 か ら 学 校 で 行 わ れ て い た と い う 記 録 が あ る( 竹 千 代1909).
現 在 , 高 等 学 校 学 習 指 導 要 領 ( 文 部 科 学 省 ,
2009) の 中 で 砲 丸 投 は 「 C
陸 上 競 技 ウ . 投 て き 」 に 分 類 さ れ ,「 ア . 競 走 」「 イ . 跳 躍 」 の 内 か ら 選 択 し て 履 修 で き る こ と と し て い る . 伊 藤 ら (2002)は 大 学 生 に 対 し て 中 ・ 高 等 学 校 時 の 体 育
授 業 に お け る 運 動 種 目 の 履 修 実 態 調 査 を 行 っ た 結 果 , 砲 丸 投 を 履 修 し た 者 は 中 学 校 で19.9 %, 高 等 学 校 で 16.4 %と 走 ・ 跳 種 目 に 比 べ て 履 修 者 が 少 な い と 述
べ て い る . ま た ,浅 見 ら(2001)は 大 学 生 を 対 象 に 陸 上 競 技 の 授 業 全 体 を 占 め
る 各 種 目 の 割 合 を 検 討 し た 結 果 , 中 ・ 高 等 学 校 に お い て 授 業 全 体 に 対 し て 投 擲 種 目 が 占 め る 割 合 は3
年 間 を 通 じ て そ れ ぞ れ4.2 %
,11.1 %
で あ っ た 報 告 し て い る . 平 成21
年 に 学 習 指 導 要 領 は 改 訂 さ れ た も の の , 現 在 で も 陸 上 競 技 の 授 業 全 体 に 占 め る 投 擲 種 目 の 割 合 は 低 く , 学 習 時 間 が ご く 限 ら れ た も の に な っ て い る こ と が 考 え ら れ る . し た が っ て , 短 時 間 で 砲 丸 投 を 指 導 で き る 方 策 を 示 す こ と も 重 要 で あ る だ ろ う .投 げ る と は 「 手 に 持 っ て い る 物 体 に , 持 っ て い る 手 に よ っ て 速 度 を 与 え て 空 中 に 放 す 動 作 で あ る 」 と 定 義 さ れ る ( 桜 井 ,1992) が , 砲 丸 投 は そ の 投 げ 方 に 関 し て ル ー ル 日 本 陸 上 競 技 連 盟 競 技 規 則(
2013)の 制 約 を 受 け て い る .そ の た
めTHROW( 投 げ ) で は な く PUT
( 押 し 出 す ) の 動 作 を 行 う 運 動 で あ る . 砲 丸 投 は ス コ ッ ト ラ ン ド 地 方 で 行 わ れ て い た 石 投 げ に そ の 起 源 を み る こ と が で き ( 植 屋 ,1980), 1896
年 に オ リ ン ピ ッ ク 種 目 と し て 位 置 づ い た こ ろ よ り , 動 作 フ ォ ー ム の 変 遷 を 繰 り 返 し た .植 屋(1980,1988)は 砲 丸 投 の 動 作 フ ォ ー
ム の 変 遷 は 横 向 き ホ ッ プ ス ロ ー (1900
年 ~ ),斜 め 横 向 き ホ ッ プ ス ロ ー (1949
2
年 ~ ), 後 ろ 向 き グ ラ イ ド ス ロ ー (
1953
年 ~ ), オ ブ ラ イ エ ン 改 良 型 (1965
年~ ), ト ル ク 投 法 (
1973
年 ~ ), 回 転 式 投 法 (1976
年 ~ ) と い う よ う に 辿 っ た と 述 べ て い る . さ ら に , 植 屋 (2004) は 投 擲 フ ォ ー ム の 変 遷 は , 投 擲 動 作 の 拡
大 化 , 弾 道 距 離 の 増 大 化 , ス ピ ー ド 化 , パ ワ ー 化 , 動 的 バ ラ ン ス や リ ズ ム 性 の 活 性 の 変 遷 で あ る と も 述 べ て い る .近 年 は グ ラ イ ド 投 法 と 回 転 投 法 の2
種 類 の 投 法 が 主 流 に な っ て い る .日 本 国 内 で は グ ラ イ ド 投 法 の 需 要 が 圧 倒 的 に 高 い( 大 山 卞 ,2010)こ と や グ ラ イ ド 投 法 に 比 べ 回 転 投 法 の 指 導 は 困 難 で あ る( Klaus E.
Bartonietz, 1994)と い っ た 報 告 よ り ,本 研 究 で は グ ラ イ ド 投 法 に 主 眼 を 置 き ,
研 究 を 進 め る も の と す る .「 グ ラ イ ド 投 法 」と は 右 投 げ の 場 合 ,投 擲 方 向 と は 正 反 対 の 後 ろ 向 き に 構 え , し ゃ が み こ ん だ 後 ,左 脚 を 投 擲 方 向 へ 投 げ 出 し な が ら 移 動 し た( グ ラ イ ド 動 作 ) 後 に 上 体 の 起 こ し , 腰 の 捻 り を 用 い て 投 擲 距 離 を 伸 ば そ う と 考 案 さ れ た 投 擲 方 法 で あ る( 寺 尾 ら ,2012).「
glide」と は 直 訳 す る と「 滑 る よ う に 動 く 」と 訳 さ
れ る . つ ま り , グ ラ イ ド に よ る 移 動 は 単 に 身 体 が 投 擲 方 向 へ 移 動 す る の で は な く , 滑 ら か な 移 動 で な け れ ば な ら な い と い え る .突 出 し に よ り 放 た れ た 砲 丸 の 投 擲 距 離 は 砲 丸 が 手 か ら 離 れ た 瞬 間 の 水 平 速 度
(
Vcos
θ ), 鉛 直 速 度 (Vsin
θ ), 投 射 角 度 ( θ ), 投 射 高 (h), 重 力 加 速 度 (g:9.8m/sec
2)に よ っ て 決 定 さ れ , 以 下 の 式 で 表 す こ と が で き る .
投 擲 距 離 =
V V V 2 g h g
砲 丸 の 投 擲 距 離 は 重 量 や 形 状 か ら 空 気 抵 抗 は 無 視 す る こ と が で き (
D
.B
.Lichtenberg
・J. G. Wills, 1976),
投 射 速 度 , 投 射 角 度 , 投 射 高 の 順 に 投 擲 距 離 に 与 え る 影 響 は 大 き い ( 植 屋 ,2004
). そ の た め , 投 射 速 度 を 高 め る こ と が も っ と も 重 要 で あ る .投 射 速 度 を 高 め る た め に 必 要 な 技 術 に 関 し て こ れ ま で い く つ か 議 論 さ れ て き
3
た .渋 川 ほ か(
1968)は 投 げ に 至 る ま で に 動 作 中 に 全 身 で 大 き な エ ネ ル ギ ー を
生 み 出 し 無 駄 な く そ の エ ネ ル ギ ー を 砲 丸 へ 与 え る よ う な フ ォ ー ム の 必 要 性 を 述 べ て い る .西 藤(1969)は グ ラ イ ド 開 始 直 前 の し ゃ が み こ ん だ 姿 勢 か ら 支 持 足
離 地 の 瞬 間 ま で の 重 心 移 動 速 度 が 熟 練 者 の 方 が 速 い と 述 べ て い る . マ イ ネ ル(
1981)は グ ラ イ ド 動 作 を 伴 っ た 砲 丸 投 を 非 循 環 運 動 と 捉 え ,グ ラ イ ド 動 作 は
導 入 動 作 を 行 っ た 後 , 主 動 作 と 同 じ 方 向 に 行 い 追 加 的 に 準 備 す る 動 作 で あ り , 主 要 局 面 の は じ め の 運 動 に 入 る こ と で , 主 要 局 面 に お い て エ ネ ル ギ ー を 増 大 さ せ る 働 き が あ る と し た . ま た , 陸 上 競 技 指 導 書 ( 金 原 ,1964; 古 藤 , 1975)
の 中 に は 「 砲 丸 に な る べ く 大 き な 速 度 を 与 え る .」「 構 え か ら 投 射 ま で に 身 体 の 移 動 ス ピ ー ド に 切 れ 目 が な く ,さ ら に 砲 丸 へ は 加 速 度 的 に 力 を 加 え る .」な ど と い っ た 記 述 が あ る . こ れ ら の 報 告 は グ ラ イ ド 動 作 に よ っ て 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 を 高 め る こ と で 投 射 速 度 を 高 め る 技 術 を 示 し て い る .
し か し , 小 山 ・ 青 山 (
1999) は , グ ラ イ ド 投 法 は 真 後 ろ を 向 い た 状 態 か ら 動
作 が 始 ま り 投 擲 方 向 へ 反 転 す る 際 に 水 平 方 向 へ の 速 度 が 低 下 し て し ま う と し , 直 線 を 意 識 す る こ と で 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 を 減 速 せ ず ス ム ー ズ に 投 射 す る 技 術 を 考 案 し て い る . 野 口(2012)は い く ら 良 い グ ラ イ ド 動 作 を 行 い ,移 動 速 度
を 高 め て も 体 幹 を 中 心 に 身 体 を 投 擲 方 向 へ 水 平 回 転 さ せ る 動 作 が ス ム ー ズ で な け れ ば よ り 爆 発 的 な 突 出 し 動 作 が 行 え な い と し , 捻 り 戻 し の 際 に 骨 盤 の 水 平 回 転 を 伴 い 突 出 し に ス ム ー ズ に 移 行 す る グ ラ イ ド 投 法 の 有 効 性 を 示 し た . ま た , 田 内 ほ か(2006)は 突 出 し の 際 に 体 幹 の 長 軸 回 転 が 投 射 速 度 に 大 き く 影 響 す る
と 述 べ て い る .白 井 ほ か(2011)は 上 肢 へ 効 率 的 に 力 を 伝 達 す る た め に 必 要 な
体 幹 の 起 こ し を 意 識 し た ト レ ー ニ ン グ を 行 い , そ の 有 効 性 を 示 唆 し た . 瓜 田 ・ 金 高(2002
)は グ ラ イ ド の 基 本 的 な 技 術 構 造 を 重 心 の 崩 し に よ る 後 方 移 動 す る 技 術 と , グ ラ イ ド と 突 出 し を 結 び 付 け る た め に 前 傾 姿 勢 を 保 持 し た ま ま 両 脚 接 地 時 に は 投 げ の 構 え に 入 る 先 取 り 技 術 で あ る と 述 べ て い る .4
つ ま り , こ れ ら の 報 告 は グ ラ イ ド 動 作 に よ っ て 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 を 高 め る こ と で 投 射 速 度 を 高 め る 技 術 に 加 え , 体 幹 の 動 き に よ っ て 減 速 せ ず 砲 丸 へ 力 を 伝 え 投 射 す る 技 術 を 示 し て い る と 考 え ら れ る .
そ こ で , グ ラ イ ド で 得 た 力 を 砲 丸 へ 伝 え る た め に 体 幹 の 動 き を 有 効 に 行 う 動 作 が 必 要 に な る .し か し ,小 山・青 山(
1999)や 野 口( 2012),白 井 ら( 2011)
な ど の 研 究 は 国 内 外 の 競 技 者 を 対 象 に し た 長 期 間 の ト レ ー ニ ン グ に よ っ て 達 成 さ れ た も の で あ り , 同 一 の 指 導 を 短 時 間 で 初 心 者 に 行 っ た と し て も 効 果 は 小 さ い と 考 え ら れ る . ま た , 単 に グ ラ イ ド の ス ピ ー ド を 速 く す る 指 導 で は 初 心 者 の 場 合 不 完 全 な 姿 勢 か ら の 投 げ に な り 記 録 が 停 滞 し て し ま う ( 武 田 ,
1998).
あ る 陸 上 競 技 指 導 書 ( 野 口 ,2013)を み る と ,グ ラ イ ド 動 作 か ら 投 げ に つ な ぐ 局 面 に お い て グ ラ イ ド 後 は 先 ず 左 腕 の み を 投 擲 方 向 へ 開 く ,と 記 さ れ て い る . ま た ,Gunter Tidow(1990)は グ ラ イ ド 後 に 非 投 射 腕( 以 下 :FreeArm)を 振 上 げ る 動 き は 回 転 し な が ら 突 出 す 動 き を サ ポ ー ト す る と 述 べ て い る .
FreeArm
の 動 き と 体 幹 の 動 き は 密 接 な 関 係 に あ る と 思 わ れ ,FreeArm
に 着 目 し た 指 導 の み を 行 う こ と に よ っ て 身 体 の 動 き を 改 善 す る こ と が で き る な ら ば , 短 時 間 で 砲 丸 投 指 導 が す る こ と が 可 能 に な る と 考 え ら れ る .2. 研 究 目 的
グ ラ イ ド 投 法 に よ る 砲 丸 投 に お い て
FreeArm
の 動 き に 着 目 し バ イ オ メ カ ニ ク ス ( 主 と し て キ ネ マ テ ィ ク ス ) 的 な 視 点 か ら 砲 丸 投 の 未 熟 練 者 を 対 象 に し た 指 導 方 法 を 検 討 す る .5
第 1 章 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴
第
1
節 本 章 の 目 的グ ラ イ ド 投 法 に よ る 砲 丸 投 に 熟 練 し た 者 と 未 熟 練 な 者 の 動 作 を
FreeArm
の 動 き に 着 目 し て 比 較 す る こ と で , 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 を 明 ら か に す る こ と を 本 章 の 目 的 と す る .第
2
節 方 法(
1) 対 象 者 の 身 体 特 性
本 章 に お け る 熟 練 の 対 象 者 は 男 子 大 学 生 競 技 者
2
名 , 未 熟 練 の 対 象 者 は 健 常 な 男 子 大 学 生20
名 と し た .熟 練 者 お よ び 未 熟 練 者 の 身 体 特 性 を 表1
に 示 し た . 熟 練 者A
の 身 体 特 性 は 年 齢23
歳 , 身 長179.7 cm, 体 重 93.5 kg, 競 技 歴 10
年 で あ っ た .熟 練 者B
の 身 体 特 性 は 年 齢20
歳 ,身 長166.0 cm,体 重 72.9 kg,
競 技 歴
8
年 で あ っ た .未 熟 練 者 の 身 体 特 性 の 平 均 値 お よ び 標 準 偏 差 は 年 齢19.5
±0.8 歳 , 身 長
172.3±5.9 cm, 体 重 64.7
±5.9 kg で あ っ た .表 1 対 象 者 の 身 体 特 性
項目 A B Mean ± S.D.
年齢 (歳) 23.0 21.0 19.5 ± 0.8
身長 (cm) 179.7 166.0 172.3 ± 5.9
体重 (kg) 93.5 72.9 64.7 ± 5.9
競技歴 (年) 10.0 8.0 ― ―
熟練者 未熟練者(n=20)
6
(
2) 測 定 方 法
本 測 定 は
2015
年4
月3
日 ~22
日 に か け てM
大 学 陸 上 競 技 場 で 行 わ れ た . 対 象 者 に は 動 作 特 徴 を 把 握 す る た め に 撮 影 を 行 う , と い う 測 定 の 主 旨 を 説 明 し 承 諾 を 得 た .測 定 者 は 日 本 陸 上 競 技 連 盟 競 技 規 則(2013)に 則 る 砲 丸 投 の ル ー
ル に つ い て 図1
を 用 い ,グ ラ イ ド 投 法 に つ い て 熟 練 者 の 実 演 と 図2
を 用 い 説 明 し た . そ の 後 , 各 自 で ウ ォ ー ミ ン グ ア ッ プ を 行 い , グ ラ イ ド 投 法 を 含 め た 練 習 投 擲 を5
回 以 内 で 行 っ た . こ の 時 , 技 術 的 な 指 導 は 一 切 行 わ な か っ た . 未 熟 練 者 は ケ ガ の リ ス ク を 抑 え る た め 一 般 女 子 砲 丸 投 げ の 標 準 規 格 で あ る4.00kg
の 鉄 製 砲 丸 を 用 い , 熟 練 者 は 平 時 に 近 い 状 態 で 優 れ た パ フ ォ ー マ ン ス を 達 成 す る た め 一 般 男 子 砲 丸 投 の 標 準 規 格 で あ る7.26kg
の 鉄 製 砲 丸 を 用 い て 測 定 を 実 施 し た .7
砲丸投のルール ( 簡易 )
砲丸は肩から片手だけで投射する。競技者がサークルの 中で投射を始めようと構えた時には、砲丸はあごまたは首 につけるか、 あるいは近接した状態に保持しなければなら ない。投射の動作中 は、その手をこの状態より下におろし てはならない。また、砲 丸を両肩を結ぶ線より後にもって いってもいけない。
(
日本陸上競技連盟,2013)
首辺りにつけておく!
サークル内に入って投てきを始めた後、身体のどの部分で も、サー クルの外側の地面に触れはいけない。
砲丸投で身体のどの部分でも足留材の内側以外に触れて
はいけない。
足留材より前に
出てはいけない!
(日本陸上競技連盟,2013)
図 1 砲 丸 投 の 簡 易 ル ー ル
8
「グライド投法」とは投擲方向とは正反対の後ろ向きに構え
,
しゃがみこんだ後,
左脚を投 擲方向へ投げ出しながら移動した(
グライド動作)
後に上体の起こし,
腰の捻りを用いて投 擲距離を伸ばそうと考案された投擲方法である(
寺尾ら2012)
写真:野口(
2012
) 図 2 グ ラ イ ド 動 作 の 説 明9
測 定 は 対 象 者 に 頭 頂 お よ び , 左 右 の 肩 関 節 , 肘 関 節 , 手 関 節 , 大 転 子 , 膝 関 節 , 外 踝 に 身 体 マ ー カ ー を 貼 付 し , グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 を 最 大 努 力 で
3
回 実 施 し た . 分 析 の 対 象 は3
回 中 最 も 大 き い 投 擲 距 離 を 示 し た 試 技 と し た . 測 定 に 際 し て , 動 作 の 全 体 が 映 る よ う に2
台 の デ ジ タ ル ビ デ オ カ メ ラ(
Panasonic
社 製HC-W870M,HC-V750M) を 右 斜 め 前 方 と 左 斜 め 前 方 に 光
軸 が 直 交 す る よ う に 設 置 し 動 作 を 毎 秒60
コ マ の ス ピ ー ド で 撮 影 し た ( 図3).
こ の 時 , 光 刺 激 を 差 し 込 み
2
台 の カ メ ラ を 同 期 し た . 三 次 元DLT
法 を 用 い て 三 次 元 座 標 を 算 出 す る た め に , ス ケ ー ル (1
辺2m の ポ ー ル を 組 合 わ せ た 立
方 体 ) を 組 立 て 撮 影 し ,21
ポ イ ン ト の コ ン ト ロ ー ル ポ イ ン ト を 得 た .撮 影 し た 映 像 は コ ン ピ ュ ー タ に 取 り 込 み 動 画 変 換 ソ フ ト ( 株 式 会 社 ペ ガ シ ス 社 製
TMPGEnc Video Mastering Works 5
) を 用 いAVI
フ ァ イ ル へ 変 換 し た 後 ,動 作 解 析 ソ フ ト(nac
社 製MOVIAS Neo)を 用 い 毎 秒 60
コ マ の ス ピ ー ド で デ ジ タ イ ズ を 行 い , 三 次 元 座 標 を 算 出 し た . デ ジ タ イ ズ ポ イ ン ト は 頭 頂 お よ び , 左 右 の 肩 関 節 , 肘 関 節 , 手 関 節 , 大 転 子 , 膝 関 節 , 外 踝 , 爪 先 , 踵 の 身 体17
ポ イ ン ト に 砲 丸 を 合 わ せ た 計18
ポ イ ン ト と し た( 図4).算 出 さ れ た 三 次
元 座 標 は デ ー タ の ノ イ ズ を 除 去 す る た め にWinter
(1979
) のButterworth low-pass digital filter
を 用 い8.5 Hz
で 平 滑 化 し た .分 析 区 間 は 支 持 足 離 地 の
25
コ マ 前 か ら リ リ ー ス10
コ マ 後 ま で と し た .10
図 3 撮 影 方 法 模 式 図
図 4 身 体 デ ジ タ イ ズ ポ イ ン ト
11
(
3) 分 析 項 目
分 析 の 際 , 三 軸 に 対 し て 投 擲 方 向 を 水 平 軸 , 上 下 方 向 を 鉛 直 軸 , 左 右 方 向 を 左 右 軸 と 定 義 し た ( 図
5). ま た , 投 擲 動 作 に 関 し て G.Marhold( 1974) の 局
面 分 け に 従 い , 支 持 足 離 地 の 瞬 間 をR-off, 支 持 足 着 地 の 瞬 間 を R-on
, 先 行 す る 足 が 着 地 す る 瞬 間 をL-on
,砲 丸 が 手 か ら 放 た れ る 瞬 間 をRelease
と し た( 図6).
図 5 軸 定 義
図 6 G.Marhold の 投 擲 動 作 局 面 分 け
←
鉛 直 軸
水平軸
→
R-off R-on L-on Release
12 1) 投 擲 に 関 す る 項 目
ⅰ . 投 擲 距 離
日 本 陸 上 競 技 連 盟 競 技 規 則(
2013
)に 従 っ た 方 法 で 砲 丸 の 落 下 点 を ,メ ジ ャ ー を 用 い て 測 定 し た 飛 距 離 を 投 擲 距 離 と す る .ⅱ . 投 射 速 度
投 射 速 度 は
Release
時 の 値 を 抽 出 し た .砲 丸 の 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 を 投 射 水 平 速 度 と す る . 砲 丸 の 鉛 直 方 向 へ の 移 動 速 度 を 投 射 鉛 直 速 度 と す る . 砲 丸 の 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 合 成 方 向 へ の 移 動 速 度 を 投 射 合 成 速 度 と す る .ⅲ . 投 射 角 度
Release
時 の 砲 丸 が 投 げ 出 さ れ た 角 度 を 投 射 角 度 と す る .θ
投 射 鉛 直 速 度
投 射 合 成 速 度 で 算 出 し た .
ⅳ . 突 出 し 速 度
突 出 し 速 度 は
R-on
か らRelease
間 に お け る 最 大 値 を 抽 出 し た . 投 射 側 手 関 節 が 水 平 方 向 へ 移 動 す る 最 大 速 度 を 突 出 し 水 平 速 度 と す る . 投 射 側 手 関 節 が 鉛 直 方 向 へ 移 動 す る 最 大 速 度 を 突 出 し 鉛 直 速 度 と す る . 投 射 側 手 関 節 が 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 合 成 方 向 へ 移 動 す る 最 大 速 度 を 突 出 し 合 成 速 度 と す る .13 2) 体 幹 に 関 す る 項 目
ⅰ . 肩 回 転 角 度
L-on
時 に お け る 上 方 か ら 見 た , 両 肩 を 結 ん だ 線 分 と 水 平 軸 の な す 角 ( 図7)
を 肩 回 転 角 度 と す る . 水 平 軸 と 平 行 に 立 っ た 時 を
0deg.と し 投 擲 方 向 へ 回 転 す
る と ( + ), 反 対 方 向 へ 回 転 す る と ( - ) を 示 す .ⅱ . 肩 回 転 角 速 度
R-on
か らRelease
間 に お い て 肩 が 回 転 す る 最 大 速 度 を 肩 回 転 角 速 度 と す る . 肩 回 転 角 度 を 時 間 微 分 し 算 出 し た .ⅲ . 腰 回 転 角 度
L-on
時 に お け る 上 方 か ら 見 た ,両 大 転 子 を 結 ん だ 線 分 と 水 平 軸 の な す 角( 図7) を 腰 回 転 角 度 と す る . 水 平 軸 と 平 行 に 立 っ た 時 を 0 deg.と し 投 擲 方 向 へ 回
転 す る と ( + ), 反 対 方 向 へ 回 転 す る と ( - ) を 示 す .ⅳ . 腰 回 転 角 速 度
R-on
か らRelease
間 に お い て 腰 が 回 転 す る 最 大 速 度 を 腰 回 転 角 速 度 と す る . 腰 回 転 角 度 を 時 間 微 分 し 算 出 し た .ⅴ . 捻 り 角 度
L-on
時 に お け る 肩 回 転 角 度 と 腰 回 転 角 度 の 差 を 捻 り 角 度 と す る .14
図 7 肩 回 転 角 度 お よ び 腰 回 転 角 度
0 deg.
θ
水 平 軸
(投 擲 方 向
)
15 3) 重 心 に 関 す る 項 目
身 体 重 心 お よ び 部 分 重 心 は 阿 江(
1996
)の 日 本 人 青 年 ア ス リ ー ト 身 体 部 分 慣 性 係 数 に 従 い 算 出 し ,R-on
か らRelease
間 に お け る 最 大 値 を 抽 出 し た .ⅰ . 身 体 重 心 移 動 速 度
身 体 重 心 の 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 を 身 体 重 心 移 動 水 平 速 度 と す る . 身 体 重 心 の 鉛 直 方 向 へ の 移 動 速 度 を 身 体 重 心 移 動 鉛 直 速 度 と す る . 身 体 重 心 の 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 合 成 方 向 へ の 移 動 速 度 を 身 体 重 心 移 動 合 成 速 度 と す る .
ⅱ . FreeArm 重 心 移 動 速 度
非 投 射 腕 の 上 腕 部 分 重 心 と 前 腕 部 分 重 心 か ら 算 出 し た 上 肢 部 分 重 心 を
FreeArm
重 心 と す る .FreeArm重 心 の 水 平 方 向 へ の 移 動 速 度 をFreeArm
重 心 移 動 水 平 速 度 と す る .FreeArm
重 心 の 鉛 直 方 向 へ の 移 動 速 度 をFreeArm
重 心 移 動 鉛 直 速 度 と す る .FreeArm
重 心 の 水 平 方 向 と 鉛 直 方 向 の 合 成 方 向 へ の 移 動 速 度 をFreeArm
重 心 移 動 合 成 速 度 と す る .(
4) 統 計 処 理
未 熟 練 者 に お け る 投 擲 距 離 と 分 析 項 目 間 の 相 関 を 調 べ る た め , ピ ア ソ ン の 積 率 相 関 係 数 を 算 出 し た . な お , 有 意 水 準 は
5 %未 満 と し た .
16
第3
節 結 果(
1) 投 擲 に 関 す る 項 目
投 擲 に 関 す る 項 目 の 結 果 を 表
2
に 示 し た . 投 擲 距 離 は 熟 練 者A 11.96m, 熟
練 者B 10.32 m, 未 熟 練 者 8.48
±1.09 m( 平 均 値 ±標 準 偏 差 ) で あ っ た . 投 射 水 平 速 度 は 熟 練 者A 7.55 m/sec., 熟 練 者 B 7.20 m/sec.
, 未 熟 練 者6.51
±0.57m/sec.で あ っ た .投 射 鉛 直 速 度 は 熟 練 者 A 5.88 m/sec.
,熟 練 者B 5.01 m/sec.,
未 熟 練 者
4.51
±0.73 m/sec.で あ っ た . 投 射 合 成 速 度 は 熟 練 者A 9.57 m/sec.,
熟 練 者
B 8.77 m/sec., 未 熟 練 者 7.95±0.60 m/sec.
で あ っ た . 投 射 角 度 は 熟 練 者A 37.93 deg.
, 熟 練 者B 34.84 deg., 未 熟 練 者 34.60
±5.13 deg.で あ っ た . 突 出 し 水 平 速 度 は 熟 練 者A 7.11 m/sec., 熟 練 者 B 6.45 m/sec., 未 熟 練 者 5.86
±0.74 m/sec.で あ っ た .突 出 し 鉛 直 速 度 は 熟 練 者
A 5.01 m/sec.,熟 練 者 B 4.77 m/sec.,未 熟 練 者 4.15
±0.62 m/sec.で あ っ た .突 出 し 合 成 速 度 は 熟 練 者A 8.39 m/sec., 熟 練 者 B 7.60 m/sec., 未 熟 練 者 7.13±0.64 m/sec.
で あ っ た .表 2 投 擲 に 関 す る 項 目 結 果 ( 熟 練 者 ×未 熟 練 者 )
項目 A B Mean ± S.D.
投擲距離 ( m ) 11.96 10.32 8.48 ± 1.09
投射水平速度 (m/sec.) 7.55 7.20 6.51 ± 0.57
投射鉛直速度 (m/sec.) 5.88 5.01 4.51 ± 0.73
投射合成速度 (m/sec.) 9.57 8.77 7.95 ± 0.60
投射角度 (deg.) 37.93 34.84 34.60 ± 5.13
突出し水平速度 (m/sec.) 7.11 6.45 5.86 ± 0.74
突出し鉛直速度 (m/sec.) 5.01 4.77 4.15 ± 0.62
突出し合成速度 (m/sec.) 8.39 7.60 7.13 ± 0.64
熟練者 未熟練者(n=20)
17
(
2) 体 幹 に 関 す る 項 目
体 幹 に 関 す る 項 目 の 結 果 を 表
3
に 示 し た .肩 回 転 角 度 は 熟 練 者A
-62.2 deg.
, 熟 練 者B
-60.5 deg., 未 熟 練 者 - 20.0
±15.7 deg.で あ っ た . 肩 回 転 角 速 度 は 熟 練 者A 994.5 deg./sec.
, 熟 練 者B 841.1 deg./sec., 未 熟 練 者 715.4
±132.1deg./sec.で あ っ た .腰 回 転 角 度 は 熟 練 者 A
-36.1 deg.,熟 練 者 B
-47.6 deg.,
未 熟 練 者 -
12.1±14.0 deg.で あ っ た .腰 回 転 角 速 度 は 熟 練 者 A 676.9 deg./sec.,
熟 練 者
B 840.7 deg./sec., 未 熟 練 者 567.0
±86.3 deg./sec.で あ っ た . 捻 り 角 度 は 熟 練 者A
-26.1deg., 熟 練 者 B
-12.8deg.
, 未 熟 練 者 -7.9
±9.9deg.で あ っ た .表 3 体 幹 に 関 す る 項 目 結 果 ( 熟 練 者 ×未 熟 練 者 )
項目 A B Mean ± S.D.
肩回転角度 (deg.) -62.2 -60.5 -20.0 ± 15.7
肩回転角速度 (deg./sec.) 994.5 841.1 715.4 ± 132.1
腰回転角度 (deg.) -36.1 -47.6 -12.1 ± 14.0
腰回転角速度 (deg./sec.) 676.9 840.7 567.0 ± 86.3
捻り角度 (deg.) -26.1 -12.8 -7.9 ± 9.9
熟練者 未熟練者(n=20)
18
(
3) 重 心 に 関 す る 項 目
重 心 に 関 す る 項 目 の 結 果 を 表
4
に 示 し た . 身 体 重 心 移 動 水 平 速 度 は 熟 練 者A 2.20 m/sec., 熟 練 者 B 2.29 m/sec., 未 熟 練 者 1.74
±0.20 m/sec.で あ っ た . 身 体 重 心 移 動 鉛 直 速 度 は 熟 練 者A 1.08 m/sec.
, 熟 練 者B 1.31 m/sec., 未 熟 練 者 1.76±0.25 m/sec.
で あ っ た .身 体 重 心 移 動 合 成 速 度 は 熟 練 者A 2.22 m/sec.,熟
練 者B 2.42 m/sec., 未 熟 練 者 1.78
±0.21 m/sec.で あ っ た .FreeArm
重 心 移 動 水 平 速 度 は 熟 練 者A 6.29 m/sec., 熟 練 者 B 6.14 m/sec.
, 未 熟 練 者2.73
±0.83m/sec.で あ っ た .FreeArm
重 心 移 動 鉛 直 速 度 は 熟 練 者A 3.21 m/sec.
,熟 練 者B 2.20 m/sec., 未 熟 練 者 0.74
±0.53 m/sec.で あ っ た .FreeArm
重 心 移 動 合 成 速 度 は 熟 練 者A 6.74 m/sec., 熟 練 者 B 6.35 m/sec., 未 熟 練 者 2.78
±0.86 m/sec.で あ っ た .
表 4 重 心 に 関 す る 項 目 結 果 ( 熟 練 者 ×未 熟 練 者 )
項目 A B Mean ± S.D.
身体重心移動水平速度 (m/sec.) 2.20 2.29 1.74 ± 0.20
身体重心移動鉛直速度 (m/sec.) 1.08 1.31 0.76 ± 0.25
身体重心移動合成速度 (m/sec.) 2.22 2.42 1.78 ± 0.21
FreeArm重心移動水平速度 (m/sec.) 6.29 6.14 2.73 ± 0.83 FreeArm重心移動鉛直速度 (m/sec.) 3.21 2.20 0.74 ± 0.53 FreeArm重心移動合成速度 (m/sec.) 6.74 6.35 2.78 ± 0.86
熟練者 未熟練者(n=20)
19
第4
節 考 察(
1) 未 熟 練 者 の 動 作 に お け る 分 析 項 目 間 の 関 係 に つ い て
未 熟 練 者 を 対 象 に 分 析 項 目 間 の 関 係 に つ い て 検 討 し た . は じ め に , 投 擲 距 離 と 投 射 速 度 の 相 関 関 係 を み る と ,投 射 水 平 速 度 と の 間 に
r=0.53
で 有 意(p<0.05)
な 正 の 相 関 関 係 , 投 射 鉛 直 速 度 と の 間 に
r=0.73
で 有 意 (p<0.01
) な 正 の 相 関 関 係 , 投 射 合 成 速 度 と の 間 にr=0.91
で 有 意 (p<0.01) な 正 の 相 関 関 係 が そ れ
ぞ れ 認 め ら れ た( 図8).本 測 定 に お い て も 従 来 の 報 告( 植 屋 ,2004)通 り 投 擲
距 離 は 投 射 速 度 に 依 存 し て い た と い え る .図 8 投 擲 距 離 と 投 射 速 度 の 関 係 (n=20,*p<0.05,**p<0.01)
4 6 8 10 12
2 4 6 8 10
投擲距離(m)
投射速度(m/sec.)
● 投射合成速度 r=0.91 **
■ 投射水平速度 r=0.53 *
▲ 投射鉛直速度 r=0.73 **
20
投 擲 距 離 と 最 も 相 関 の 高 か っ た 投 射 合 成 速 度 お よ び 投 擲 距 離 と 突 出 し 速 度 の 相 関 関 係 を そ れ ぞ れ み る と ,投 射 合 成 速 度 と 突 出 し 水 平 速 度 の 間 に
r=0.67
で 有 意(p<0.01)な 正 の 相 関 関 係 ,突 出 し 鉛 直 速 度 と の 間 に r=0.54
で 有 意(p<0.05)な 正 の 相 関 関 係 , 突 出 し 合 成 速 度 の 間 に
r=0.88
で 有 意 (p<0.01
) な 正 の 相 関 関 係 が そ れ ぞ れ 認 め ら れ た ( 図9). ま た , 投 擲 距 離 と 突 出 し 水 平 速 度 の 間 に r=0.69
で 有 意 (p<0.01) な 正 の 相 関 関 係 , 突 出 し 鉛 直 速 度 と の 間 に r=0.61
で 有 意(p<0.01)な 正 の 相 関 関 係 ,突 出 し 合 成 速 度 の 間 に r=0.94
で 有 意(p<0.01)な 正 の 相 関 関 係 が そ れ ぞ れ 認 め ら れ た ( 図
10
).最 終 的 に 砲 丸 に 力 を 加 え る 突 出 し 動 作 は 重 要 で あ る ( 中 雄 ほ か ,
2015
) が , 砲 丸 投 未 熟 練 者 は 突 出 し 動 作 を 「 つ ま づ き 」 と し て 訴 え る 者 が 多 い と い わ れ て い る ( 菅 原 ほ か ,1980). し か し , 投 射 合 成 速 度 お よ び 投 擲 距 離 と 突 出 し 速 度
の 各 値 の 間 に 正 の 相 関 が 認 め ら れ , 本 測 定 の 対 象 と し た 未 熟 練 者 は 突 出 し の ス ピ ー ド を 維 持 し た ま ま 最 終 的 に 砲 丸 を 投 射 す る こ と が で き て い た と 考 え ら れ る . よ っ て , 本 測 定 の 対 象 者 は 突 出 し 速 度 を 高 め る こ と が 投 擲 距 離 を 伸 ば す た め に 重 要 で あ る と い え る .21
図 9 投 射 合 成 速 度 と 突 出 し 速 度 の 関 係 (n=20,*p<0.05,**p<0.01)
図 10 投 擲 距 離 と 突 出 し 速 度 の 関 係 (n=20,*p<0.05,**p<0.01)
4 6 8 10 12
2 4 6 8 10
投射合成速度(m/sec.)
突出し速度(m/sec.)
● 突出し合成速度 r=0.88 **
■ 突出し水平速度 r=0.67 **
▲ 突出し鉛直速度 r=0.54 *
4 6 8 10 12
2 4 6 8 10
投擲距離(m)
突出し速度(m/sec.)
● 突出し合成速度 r=0.94 **
■ 突出し水平速度 r=0.69 **
▲ 突出し鉛直速度 r=0.61 **
22
突 出 し 動 作 の 直 前 に は 肩 の 回 転 が 伴 う . そ こ で , 突 出 し 速 度 お よ び 投 擲 距 離 と 肩 回 転 角 速 度 に 関 し て 検 討 し た 結 果 , 肩 回 転 角 速 度 と 突 出 し 水 平 速 度 の 間 に
r=0.67
で 有 意 (p<0.01) な 正 の 相 関 関 係 , 突 出 し 合 成 速 度 の 間 に r=0.59
で 有 意 (p<0.01) な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た . し か し , 突 出 し 鉛 直 速 度 と の 間 に
はr=0.07
で 有 意 な 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た( 図11
).ま た ,肩 回 転 角 速 度 と 投 擲 距 離 の 間 に はr=0.45
で 有 意(p<0.05)な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た( 図 12).
図 11 肩 回 転 角 速 度 と 突 出 し 速 度 の 関 係 ( n=20,*p<0.05,**p<0.01)
2 4 6 8 10
400 600 800 1000 1200
突出し速度(m/sec.)
肩回転角速度(deg./sec.)
● 突出し合成速度 r=0.59 **
■ 突出し水平速度 r=0.67 **
▲ 突出し鉛直速度 r=0.07 n.s.
23
図 12 肩 回 転 角 速 度 と 投 擲 距 離 の 関 係 ( n=20, *p<0.05, **p<0.01)
オ ー バ ー ハ ン ド ス ロ ー を 行 う 場 合 は 肩 の 回 転 動 作 は 球 速 に 大 き な 影 響 を 与 え る と い わ れ て い る( 池 田 ほ か ,
2012;北 田 ほ か , 2002;宮 西 ほ か , 1997;Rafael F. Escamilla et al.
,2001; 高 橋 ほ か , 2010). 同 じ よ う に ,「 PUT
」 の 動 作 を 行 う 砲 丸 投 も 同 様 に 肩 の 回 転 動 作 が 素 早 く 行 わ れ る こ と で 水 平 方 向 へ の 突 出 し 速 度 が 速 く な り , 投 擲 距 離 が 大 き く な る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た . よ っ て , グ ラ イ ド 後 は 投 擲 方 向 に 対 し て 素 早 く 肩 を 開 き 回 転 さ せ る 動 作 を 行 う こ と が 有 効 で あ る と 考 え ら れ る .4 6 8 10 12
400 600 800 1000 1200
投擲距離(m)
肩回転角速度(deg./sec.)
r=0.45 *
24
次 に 投 擲 距 離 お よ び 投 射 速 度 , 突 出 し 速 度 と
FreeArm
重 心 移 動 速 度 に 関 し て 検 討 し た .FreeArm 重 心 移 動 水 平 速 度 ,鉛 直 速 度 ,合 成 速 度 と 各 項 目 の 相 関 係 数 を 計 算 し た 結 果 を 表5
に 示 し た .FreeArm
重 心 移 動 水 平 速 度 と 投 射 鉛 直 速 度 の 間 にr=0.55
で 有 意 (p<0.05
) な 正 の 相 関 関 係 , 突 出 し 鉛 直 速 度 と の 間 にr=0.55
で 有 意 (p<0.05) な 正 の 相 関 関 係 , FreeArm
重 心 移 動 合 成 速 度 と 投 射 鉛 直 速 度 の 間 にr=0.54
で 有 意 (p<0.05) な 正 の 相 関 関 係 , 突 出 し 鉛 直 速 度 と
の 間 にr=0.54
で 有 意 (p<0.05) な 正 の 相 関 関 係 が そ れ ぞ れ 認 め ら れ た .
表 5 FreeArm 重 心 移 動 速 度 と 投 擲 に 関 す る 項 目 の 関 係
0.29 0.06 0.27
水平 -0.28 -0.05 -0.29
鉛直 0.55 0.12 0.54
合成 0.18 0.05 0.16
水平 -0.28 -0.05 -0.07
鉛直 0.55 0.12 0.54
合成 0.21 -0.04 0.20
FreeArm重心移動速度
投擲距離
数値は相関係数を示す 投
射 速 度 突 出 し 速 度
*:p<0.05,**:p<0.01 n.s.
n.s.
* n.s.
n.s.
* n.s.
水平 鉛直 合成
n.s.
n.s.
* n.s.
n.s.
* n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
n.s.
25
未 熟 練 者 の
FreeArm
移 動 鉛 直 速 度 の 平 均 値 は0.74
±0.53 m/sec.で あ り , 鉛 直 方 向 へ の 動 き は き わ め て 小 さ い と い え る . し た が っ て , 未 熟 練 者 に お け るFreeArm
重 心 移 動 合 成 速 度 の 成 分 の 多 く は 水 平 移 動 速 度 の 速 さ で あ る と 考 え ら れ る .よ っ て ,
FreeArm
重 心 移 動 水 平 速 度 と 投 射 鉛 直 速 度 の 関 係 よ りR-on
以 降 にFreeArm
を 素 早 く 投 擲 方 向 に 振 上 げ る こ と で ,投 射 鉛 直 速 度 を 増 加 す る こ と が で き る の で は な い か と 考 え ら れ る . 投 射 鉛 直 速 度 が 増 加 す る と 投 射 合 成 速 度 も 増 加 し 投 擲 距 離 の 向 上 が 期 待 で き る . し か し , 投 射 鉛 直 速 度 は あ ま り に も 大 き す ぎ る と 投 射 角 度 が 大 き く な る . す る と , 投 擲 距 離 は 低 下 し て し ま う 可 能 性 が あ る た め ,FreeArm
を 振 上 げ る 適 切 な 方 向 を 示 す 必 要 が あ ろ う .26
(
2) 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 に つ い て
熟 練 者 の 人 数 が
2
名 の た め 統 計 処 理 は 行 わ ず ,未 熟 練 者 の 平 均 値 と 熟 練 者 の 数 値 を 比 較 し た .投 擲 に 関 す る 項 目 の 分 析 結 果 は 投 射 角 度 を 除 く 全 て の 項 目 に お い て 熟 練 者
A,
B
は 未 熟 練 者 の 平 均 値 よ り 優 れ た 値 を 示 し た( 図13,図 14,図 15
).身 長 や 体 重 , 筋 力 と い っ た 身 体 的 特 性 は 投 擲 距 離 を 左 右 す る 重 要 な 因 子 で あ る ( 斉 藤 ・ 大 谷 ,1982; 清 水 ほ か ,1976)が ,砲 丸 投 の 動 作 に 不 慣 れ な 者 ほ ど 筋 力 に 依 存 し た 投 げ を 行 う と い っ た 報 告 ( 大 谷 ・ 久 保 田 ,1980)や 下 肢 や 上 肢 の 筋 放 電 量 と 投 擲 距 離 は 必 ず し も 正 の 相 関 関 係 を 示 す と は 限 ら な い と い っ た 報 告 ( 中 村 ほ か ,1997)が あ る .よ っ て ,動 作 の 比 較 を 熟 練 者 と 未 熟 練 者 間 で 行 い 検 討 す る .
図 13 投 擲 距 離 の 結 果
6 7 8 9 10 11 12 13
投擲距離
(m)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
27
図 14 投 射 速 度 の 結 果
図 15 突 出 し 速 度 の 結 果
4 5 6 7 8 9 10
合成速度 水平速度 鉛直速度
(m/sec.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
4 5 6 7 8 9 10
合成速度 水平速度 鉛直速度
(m/sec.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
28
投 射 角 度 に 関 し て , 世 界 選 手 権 や オ リ ン ピ ッ ク に 出 場 す る ト ッ プ レ ベ ル の ア ス リ ー ト の 多 く は
35~ 36 deg.
付 近 で 砲 丸 を 投 射 し て い る と 報 告 さ れ て い る(
Cheoug-Hwan Oh et al., 2011; Keigo Ohyama Byun et al.
,2007; Kevin T.McGill, 2009; Milan Coh and Stanko Stuhec
,2005; Pekka Luhtanen et al., 1997; Wilko Schaa, 2010). ま た , 学 習 指 導 要 領 ( 2009) で は 投 射 水 平
速 度 を 高 め る こ と を 優 先 し25~ 35deg.の や や 低 め の 角 度 で 投 射 す る 方 が 望 ま
し い と 記 載 さ れ て い る .熟 練 者(A:37.93 deg.B:34.84 deg.),未 熟 練 者( 34.60
±5.13deg.)の 投 射 角 度 は と も に 約
30~ 40 deg.の 範 囲 で 適 切 な 角 度 で 砲 丸 を 投
射 す る こ と が で き て い た と 考 え ら れ る ( 図16
).図 16 投 射 角 度 の 結 果
30 32 34 36 38 40
投射角度
(deg.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
29
L-on
時 に お け る 肩 回 転 角 度 お よ び 腰 回 転 角 度 に 関 し て ,熟 練 者 の 方 が 優 れ た 値 を 示 し た ( 図17
). 絶 対 値 の 大 き い 負 の 値 ほ ど 投 擲 方 向 に 対 す る 肩 の 開 き が 小 さ い こ と を 示 す た め , 熟 練 者 は 未 熟 練 者 に 比 べ グ ラ イ ド 後 に 身 体 が 開 い て い な い 動 作 を し て い る と い え る . ウ ォ ル フ ガ ン ・ ロ ー マ ン (1976)は ス テ ッ プ の
と き 身 体 が 投 擲 方 向 へ 開 い た 状 態 に な る こ と は 砲 丸 を 投 げ る 際 に お こ し や す い 誤 り の 一 つ と し て 挙 げ て い る . 未 熟 練 者 は 熟 練 者 に 比 べ 肩 回 転 角 度 や 腰 回 転 角 度 の 値 は 大 き く , 肩 や 腰 が 投 擲 方 向 へ 開 い た 状 態 に な る 典 型 的 な 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 が あ っ た と 考 え ら れ る .図 17 肩 ・ 腰 回 転 角 度 の 結 果
-90
-60
-30
0
肩回転角度 腰回転角度
(deg.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
30
突 出 し 水 平 速 度 を 高 め る た め に 必 要 で あ る と 考 え ら れ る 肩 回 転 角 速 度 は 熟 練 者
(A
:994.5 deg./sec.
,B
:841.1 deg./sec.)
の 方 が 未 熟 練 者(715.4
±132.1 deg./sec.)に 比 べ 高 い 値 を 示 し て お り( 図 18),未 熟 練 者 は 肩 回 転 角 速 度 が 小 さ
く , 突 出 し 速 度 を 大 き く す る こ と が で き な い 特 徴 が あ る と 考 え ら れ る .図 18 肩 回 転 角 速 度 の 結 果
400 600 800 1000 1200
肩回転角速度
(deg./sec.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
31
FreeArm
重 心 移 動 合 成 速 度 は 熟 練 者 (A
:6.74 m/sec., B
:6.35 m/sec.) の
方 が 未 熟 練 者(2.78
±0.86 m/sec.)よ り 速 く 移 動 す る 傾 向 を 示 し た .こ れ よ り , 熟 練 者 はFreeArm
を 積 極 的 に 動 か し て い る の に 対 し て , 未 熟 練 者 は 積 極 的 に 動 か し て い る と は 考 え 難 い .特 に ,未 熟 練 者 のFreeArm
重 心 移 動 鉛 直 速 度(0.74
±0.53 m/sec.)は 極 端 に 小 さ く ,
R-on
以 降 にFreeArm
を 素 早 く 引 き 上 げ る 動 作 を 行 っ て い な い と 考 え ら れ る( 図19
).未 熟 練 者 は グ ラ イ ド 後 にFreeArm
を 積 極 的 に 動 か す 動 作 が ほ と ん ど な い と い っ た 特 徴 が あ る と 考 え ら れ る .図 19 FreeArm 重 心 移 動 速 度 の 結 果
0 2 4 6 8
合成速度 水平速度 鉛直速度
(m/sec.)
熟練者A 熟練者B 未熟練者
32
次 に
FreeArm
重 心 の 動 き に つ い て 検 討 す る た め に , 熟 練 者A
と 未 熟 練 者 代 表 例( 記 録8 m17 cm)の 左 肩 を 中 心 に 側 方 か ら み た FreeArm
重 心 移 動 軌 跡 を 図20
に 示 し た .さ ら に ,動 作 全 体 の 様 子 を ス テ ィ ッ ク ピ ク チ ャ ー で 図21
に 示 し た(S-
α は 肩 回 転 角 加 速 度 最 大 値 を 示 す ).熟 練 者 の 軌 跡( ○ マ ー ク )に 着 目 す る とR-on
か らRelease
ま で の 間 に 左 肩 を 越 え て 素 早 く 鉛 直 方 向 に 動 く の に 対 し て , 未 熟 練 者 の 軌 跡 ( △ マ ー ク ) は 鉛 直 方 向 に 少 し だ け 動 く の み で あ り そ の 速 度 は き わ め て 遅 い . こ の こ と か ら も , 未 熟 練 者 はFreeArm
を 鉛 直 方 向 へ 積 極 的 に 動 か す こ と が 少 な い 特 徴 が み ら れ る .図 20 側 方 か ら み た F reeArm 重 心 移 動 軌 跡 -300
-200 -100 0 100 200
-200 -100 0 100 200 300
鉛直方向→(mm)
投擲方向→(mm)
R-off
R-on
L-on
Release
左肩
○:熟練者A
△:未熟練者代表
33
図 21 側 方 か ら み た ス テ ィ ッ ク ピ ク チ ャ ー
( 上 :熟 練 者 A,下 :未 熟 練 者 代 表 )
R-on L-on S-α Release
R-off
R-on L-on S-α Release
R-off
34
次 に 熟 練 者
A
と 先 ほ ど と 同 一 の 未 熟 練 者 代 表 例 の 左 肩 を 中 心 に 上 方 か ら み たFreeArm
重 心 移 動 軌 跡 を 図22
に 示 し た .さ ら に ,肩 回 転 す る 様 子 を 上 方 か ら み た 両 肩 を 結 ん だ 線 分 の ス テ ィ ッ ク ピ ク チ ャ ー ( 左 肩 を 中 心 ) で 図23
に 示 し た .熟 練 者 の 軌 跡( ○ マ ー ク )に 着 目 す る とR-on
時 に は ま だFreeArm
重 心 が 左 肩 よ り 後 方 に あ る の に 対 し て , 未 熟 練 者 の 軌 跡 ( △ マ ー ク ) はR-on
時 に は で す で にFreeArm
重 心 が 左 肩 よ り 前 方 に あ る . さ ら に ,L-on
時 に は 前 方 か つ 身 体 の 外 側 に あ る 様 子 を 示 し て い る .図 22 上 方 か ら み た F reeArm 重 心 移 動 軌 跡 -200
-100
0
100
200
300
-200 -100 0 100 200 300
左右方向←(mm)
投擲方向→(mm)
R-off R-on
L-on Release
左肩
○:熟練者A
△:未熟練者代表
35
図 23 上 方 か ら み た 肩 の ス テ ィ ッ ク ピ ク チ ャ ー
( 上 :熟 練 者 A,下 :未 熟 練 者 代 表 )
-400
-200
0
200
400
-400 -200 0 200 400
左右方向←(mm)
投擲方向→(mm)
R-off R-on L-on
Release
左肩
-400
-200
0
200
400
-400 -200 0 200 400
左右方向→(mm)
投擲方向→(mm) 左肩
Release L-on
R-off
R-on
36
R-on
時 やL-on
時 に お け るFreeArm
重 心 の 位 置 関 係 と 肩 回 転 角 度 の 値 か ら , 熟 練 者 はFreeArm
重 心 が 投 擲 方 向 に 対 し て 左 肩 よ り 後 方 付 近 に あ る こ と で 肩 の 回 転 を 抑 制 で き る の に 対 し て , 未 熟 練 者 はFreeArm
重 心 が 左 肩 よ り 前 方 に あ る こ と で 肩 の 回 転 が 誘 発 さ れ て し ま っ て い る の で は な い か と 予 想 さ れ る . 陸 上 競 技 指 導 書( 尾 縣 ,2007)に グ ラ イ ド 後 は 上 体 の 捻 り 戻 し を 利 用 し て 肩 を 回 転 さ せ る と 記 載 さ れ て い る が , 未 熟 練 者 はFreeArm
重 心 の 位 置 に よ る 影 響 で グ ラ イ ド 後 す で に 肩 が 投 擲 方 向 へ 開 い て し ま う こ と で , そ れ 以 降 に 素 早 く 肩 を 回 転 し 難 い 動 作 を し て い る 特 徴 が あ る と 考 え ら れ る .ま た ,熟 練 者 の
FreeArm
重 心 は 肩 よ り 後 方 の 位 置 か らR-on
以 降 一 気 に 投 擲 方 向 へ 動 い て い る .対 し て ,未 熟 練 者 のFreeArm
重 心 はR-off
の 時 点 で 肩 よ り 投 擲 方 向 の 位 置 に あ り ,R-on か らL-on
間 に ゆ っ く り 移 動 し ,L-on 付 近 で は 体 に 引 き つ け る よ う に 動 い て い る . そ の た め , 熟 練 者 の よ う にR-on
以 降 に 投 擲 方 向 へFreeArm
を 勢 い よ く 動 か す 余 地 が な い . つ ま り , 未 熟 練 者 は グ ラ イ ド 後 にFreeArm
を 投 擲 方 向 へ 動 か し 難 い 動 作 を し て い る 特 徴 が あ る と 考 え ら れ る .37
第5
節 本 章 ま と め本 章 は 熟 練 者 と 未 熟 練 者 の 動 作 を
FreeArm
の 動 き に 着 目 し て 比 較 し , 未 熟 練 者 の 動 作 特 徴 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た . 熟 練 者2
名 と 未 熟 練 者20
名 を 対 象 に ,そ れ ぞ れ7.26 kg
,4.00 kg の 鉄 製 砲 丸 を 用 い グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 を 実 施 し た .そ の 様 子 を 撮 影 し3
次 元DLT
法 を 用 い 動 作 の 分 析 を 行 っ た . 未 熟 練 者20
名 の 分 析 項 目 間 の 関 係 を 検 討 す る た め に 相 関 関 係 を み た 結 果 , 投 擲 距 離 に 対 し て 投 射 速 度 と 突 出 し 速 度 そ れ ぞ れ に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た . 次 に , 突 出 し の 直 前 に 行 わ れ る 肩 の 回 転 に 着 目 し た と こ ろ , 突 出 し 水 平 速 度 と 肩 回 転 角 速 度 の 間 に 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た .R-on
以 降 に 投 擲 方 向 へ 対 し て 肩 を 素 早 く 回 転 さ せ る 動 作 を 行 う こ と が , 突 出 し 水 平 速 度 を 増 大 さ せ る た め に 必 要 で あ る と 考 え ら れ た .FreeArm
重 心 移 動 水 平 速 度 は 投 射 鉛 直 速 度 と 突 出 し 鉛 直 速 度 に 対 し て 有 意 な 正 の 相 関 関 係 が 認 め ら れ た .R-on
以 降 にFreeArm
を 素 早 く 投 擲 方 向 に 振 上 げ る 動 作 を 行 う こ と は 投 射 鉛 直 速 度 を 高 め る た め に 有 効 で あ る と 考 え ら れ た . し か し , 投 射 鉛 直 速 度 が あ ま り に も 高 す ぎ る と 投 射 角 度 が 高 く な り す ぎ て し ま い ,む し ろ 投 擲 距 離 が 低 下 し て し ま う 可 能 性 も あ る た め ,FreeArm を 振 上 げ る 適 切 な 方 向 を 示 す 必 要 が あ る .熟 練 者 に 比 べ 未 熟 練 者 は 主 に 肩 回 転 角 速 度 や
FreeArm
重 心 移 動 速 度 が 小 さ い 値 で あ っ た . 未 熟 練 者 は 肩 回 転 角 速 度 が 遅 く 突 出 し 速 度 を 高 め る こ と が で き な い と い っ た 特 徴 や ,FreeArm
を 投 擲 方 向 へ 積 極 的 に 動 か す 動 作 が ほ と ん ど な い と い っ た 特 徴 が み ら れ た .FreeArm
重 心 移 動 軌 跡 を み る と ,未 熟 練 者 はR-off
の 時 点 で す で にFreeArm
重 心 が 左 肩 よ り 前 方 に あ っ た .FreeArm
重 心 の 位 置 に 影 響 さ れ 肩 が 投 擲 方 向 に 開 い て し ま う 可 能 性 が 予 想 さ れ た . 未 熟 練 者 は 肩 が 投 擲 方 向 へ 早 い 段 階 で 開 い て し ま う た め ,そ れ 以 降 に 素 早 い 肩 回 転 を し 難 い 動 作 特 徴 が あ る と 考 え ら れ た .38
ま た ,FreeArm 重 心 と 肩 の 位 置 関 係 よ り ,未 熟 練 者 は 熟 練 者 の よ う に グ ラ イ ド 後 に
FreeArm
を 投 擲 方 向 へ 動 か し 難 い 動 作 特 徴 が あ る と 考 え ら れ た .熟 練 者 と 未 熟 練 者 の 間 に
FreeArm
の 動 き に も 違 い が み ら れ た が ,FreeArm
が 他 の 動 作 や パ フ ォ ー マ ン ス に ど の よ う に 影 響 し 関 連 し て い る の か 検 討 す る 必 要 が あ る .39
第 2 章 FreeArm の 動 き と パ フ ォ ー マ ン ス の 関 連 性
第
1
節 本 章 の 目 的熟 練 者 を 対 象 に
FreeArm
を 固 定 し た 状 態 で 投 擲 動 作 を 行 い , 通 常 の 投 擲 動 作 と 比 較 す る こ と で ,FreeArm
の 動 き と グ ラ イ ド 投 法 に よ る 砲 丸 投 の パ フ ォ ー マ ン ス と の 関 連 性 に つ い て 検 討 す る こ と を 本 章 の 目 的 と す る .第
2
節 方 法(
1
) 対 象 者 の 身 体 特 性第
1
章 と 同 一 の 熟 練 者 に 新 た に2
名 加 え た 計4
名 の 熟 練 者 を 対 象 と し た .対 象 者 の 身 体 特 性 を 表6
に 示 し た . 対 象 者 の 身 体 特 性 の 平 均 値 お よ び 標 準 偏 差 は 年 齢21.8±1.0
歳 , 身 長174.3±8.7 cm
, 体 重83.6
±11.8 kg, 競 技 歴9.4
±1.1 年 で あ っ た .表 6 対 象 者 の 身 体 特 性 n=4
Mean ± S.D.
年齢 (歳) 21.8 ± 1.0
身長 (cm) 174.3 ± 8.7
体重 (kg) 83.6 ± 11.8
競技歴 (年) 9.4 ± 1.1
40
(
2) 測 定 方 法
本 測 定 は
2015
年7
月8
日 にM
大 学 屋 内 運 動 場 で 行 っ た .対 象 者 に は 測 定 の 目 的 を 説 明 し 承 諾 を 得 た . 各 自 で ウ ォ ー ミ ン グ ア ッ プ を 行 い , グ ラ イ ド 投 法 を 含 め た 練 習 投 擲 を5
回 以 内 で 行 っ た . 屋 内 運 動 場 で 測 定 を 行 う た め ,4.00 kg
の 室 内 用 ソ フ ト ゴ ム 製 砲 丸 (NISHI
社 製 φ115 mm)( 図 24) を 用 い て 測 定
を 実 施 し た . 測 定 は 対 象 者 に 頭 頂 お よ び , 左 右 の 肩 関 節 , 肘 関 節 , 手 関 節 , 大 転 子 , 膝 関 節 , 外 踝 に 身 体 マ ー カ ー を 貼 付 し , グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 を 最 大 努 力 で3
回 実 施 し た .最 も 大 き い 投 擲 距 離 を 示 し た 試 技 を 分 析 対 象 と しpre
動 作 と し た . そ の 後 , 柔 道 の 帯 を 用 い て 対 象 者 の 負 担 に な ら な い よ う 投 射 腕 と 反 対 の 前 腕 と 胴 体 を 結 び 付 け し っ か り と 固 定 し た 状 態( 図25
)で グ ラ イ ド 投 法 で の 砲 丸 投 を 最 大 努 力 で3
回 実 施 し た .最 も 大 き い 投 擲 距 離 を 示 し た 試 技 を 分 析 対 象 と しfix
動 作 と し た .41
図 24 室 内 用 ソ フ ト ゴ ム 製 砲 丸 4.00kg
図 25 FreeArm 固 定 の 様 子
42
動 作 の 全 体 が 映 る よ う に
2
台 の デ ジ タ ル ビ デ オ カ メ ラ (Panasonic
社 製HC-W870M,HC-V750M) を 左 斜 め 前 方 と 左 斜 め 後 方 に 光 軸 が 直 交 す る よ う に
設 置 し 動 作 を 毎 秒60
コ マ の ス ピ ー ド で 撮 影 し た( 図26
).こ の 時 ,シ ン ク ロ ナ イ ザ(DKH
社 製101
型 )を 用 い て 光 刺 激 を 差 し 込 み2
台 の カ メ ラ を 同 期 し た . そ の 後 , 第1
章 と 同 様 に 三 次 元DLT
法 を 用 い て 三 次 元 座 標 を 算 出 し た .図 26 測 定 場 所 の 模 式 図 ( S:シ ン ク ロ ナ イ ザ )
43
投 擲 方 向 を
X
軸 ,左 右 方 向 をY
軸 ,鉛 直 方 向 をZ
軸 の 力 が そ れ ぞ れ 計 測 で き る よ う に フ ォ ー ス プ レ ー ト を 設 置 し , 支 持 足 着 地 か ら リ リ ー ス ま で の 区 間 に お け る 支 持 足 の 床 反 力 を 測 定 し た ( 図27). フ ォ ー ス プ レ ー ト の 記 録 は ス ト レ イ
ン ア ン プ ( テ ィ ア ッ ク 株 式 会 社 製 ス ト レ イ ン ア ン プSA-250
) を 通 じ て1000Hz
で 出 力 し 受 信 機 ( 日 本 光 電 工 業 製 多 チ ャ ン ネ ル テ レ メ ー タ シ ス テ ムWEB7000
受 信 機ZR-700H
) を 用 い コ ン ピ ュ ー タ に 取 り 込 ん だ . こ の 時 , シ ン ク ロ ナ イ ザ が 発 光 す る と 同 時 に ス ト レ イ ン ア ン プ へ 信 号 を 送 り , 発 光 し た 時 間 を 出 力 す る こ と で 映 像 と フ ォ ー ス プ レ ー ト の 記 録 を 同 期 し た . フ ォ ー ス プ レ ー ト か ら 得 ら れ た 値 は デ ー タ の ノ イ ズ を 除 去 す る た め にWinter(1979)
のButterworth low-pass digital filter
を 用 い20 Hz
で 平 滑 化 し た 後 ,1/60 sec.
ご と に 値 を 抽 出 し た .
図 27 フ ォ ー ス プ レ ー ト 設 置 図
44
正 規 の 砲 丸 投 ピ ッ ト に 近 い 条 件 で 測 定 を 行 う た め に , 足 留 材 の 代 替 と し て 高 さ 約
8 cm
の 木 板 を フ ォ ー ス プ レ ー ト か ら70 cm
離 れ た 地 点 に 固 定 し , 投 擲 を 行 う 場 所 を213 cm
内 に 定 め た ( 図28).
図 28 投 擲 場 所 の 模 式 図 フォースプレート
高さ約
8cm
の木板70cm
63cm
80cm
X
投擲方向
Y
左右方向
45
(
3) 分 析 項 目
第
1
章 と 同 様 に 軸 の 定 義 を 行 い , 動 作 の 局 面 分 け を し た .1
) 投 擲 に 関 す る 項 目第
1
章 と 同 様 に ⅰ . 投 擲 距 離 , ⅱ . 投 射 速 度 , ⅲ . 投 射 角 度 , ⅳ . 突 出 し 速 度 を 算 出 し た .2
) 体 幹 に 関 す る 項 目第
1
章 と 同 様 に ⅰ . 肩 回 転 角 度 , ⅱ . 肩 回 転 角 速 度 , ⅲ . 腰 回 転 角 度 , ⅳ . 腰 回 転 角 速 度 , ⅴ . 捻 り 角 度 を 算 出 し た .3) 重 心 に 関 す る 項 目
第
1
章 と 同 様 に 阿 江(1996)
の 日 本 人 青 年 ア ス リ ー ト 身 体 部 分 慣 性 係 数 に 従 い 身 体 重 心 を 求 め ,ⅰ .身 体 重 心 移 動 速 度 ,ⅱ .FreeArm 重 心 移 動 速 度 を 算 出 し た .4) 床 反 力 に 関 す る 項 目
X
軸 の 値 を 水 平 分 力 ,Z
軸 の 値 を 垂 直 分 力 と し てL-on
時 に お け る 値 を そ れ ぞ れ 抽 出 し た . さ ら に , 水 平 分 力 と 垂 直 分 力 の 値 か ら 合 力 を 算 出 し た .(